Question

在温度、容积相同的三个密闭容器中发生反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：

容器	甲	乙	丙
反应物投入量	1molN2、3molH2	2molNH3	4molNH3
NH3的浓度（mol/L）	c1	c2	c3
反应的能量变化	放出a kJ	吸收b kJ	吸收c kJ
体系压强	P1	P2	P3
反应物转化率	α1	α2	α3

下列说法正确的是（　　）

• A、2 c₁＞c₃
• B、a+b=92.4
• C、2P₁＜P₃
• D、α₁+α₃=1

Answer 1

考点：等效平衡,化学平衡建立的过程

专题：化学平衡专题

分析：甲容器反应物投入1molN₂、3molH₂，乙容器反应物投入量2molNH₃，恒温且乙容器容积和甲容器相同，则甲容器与乙容器是等效平衡；
甲容器反应物投入1molN₂、3molH₂，丙容器反应物投入量4molNH₃，采用极限转化法转化为反应物为2molN₂、6molH₂，是甲中的二倍，如果恒温且丙容器容积是甲容器2倍，则甲容器与丙容器也是等效平衡；所以丙所到达的平衡，可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下，到达平衡后，再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡；据此分析平衡移动．

解答： 解：甲投入1molN₂、3molH₂，乙容器投入量2molNH₃，恒温恒容条件下，甲容器与乙容器是等效平衡，各组分的物质的量、含量、转化率等完全相等；
而甲容器投入1molN₂、3molH₂，丙容器加入4molNH₃，采用极限转化法丙相当于加入2molN₂、6molH₂，丙中加入量是甲中的二倍，如果恒温且丙容器容积是甲容器2倍，则甲容器与丙容器为等效平衡，所以丙所到达的平衡，可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下，到达平衡后，再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡，由于该反应是体积减小的反应，缩小容器体积，增大了压强，平衡向着正向移动，所以丙中氮气、氢气转化率大于甲和乙的，
A、丙容器反应物投入量4molNH₃，采用极限转化法转化为反应物为2molN₂、6molH₂，是甲中的二倍，若平衡不移动，c₃=2c₁；丙相当于增大压强，平衡向着正向移动，所以丙中氨气的浓度大于乙中氨气浓度的二倍，即c₃＞2c₁，故A错误；
B、甲投入1molN₂、3molH₂，乙中投入2molNH₃，则甲与乙是完全等效的，根据盖斯定律可知，甲与乙的反应的能量变化之和为92.4kJ，故a+b=92.4，故B正确；
C、丙容器反应物投入量4molNH₃，是乙的二倍，若平衡不移动，丙中压强为乙的二倍；由于丙中相当于增大压强，平衡向着向着正向移动，所以丙中压强减小，小于乙的2倍，由于甲与乙为等效平衡，即2p₁＞p₃，故C错误；
D、丙容器反应物投入量4molNH₃，是乙的二倍，若平衡不移动，转化率α₁+α₃=1；由于丙中相当于增大压强，平衡向着向着正向移动，氨气的转化率减小，所以转化率α₁+α₃＜1，故D错误；
故选B．

点评：本题考查化学平衡影响因素、等效平衡、化学平衡的计算，题目计算量较大，题目难度较大，关键是构建平衡建立的等效途径，试题侧重对学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力的培养．